Способ наплавки

 

Изобретение относится к сварке, в частности к способам наплавки изделий, и может быть использовано при изготовлении наплавленного металлорежущего инструмента. Наплавку ведут одновременно с закалкой наплавленного и основного металла. Это позволяет достигать оптимального комплекса свойств наплавленного и основного металла, а также снижения затрат на изготовление биметаллического изделия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сварке, в частности к способам наплавки изделий, и может быть использовано при изготовлении наплавленного металлорежующего инструмента.

Предшествующий уровень техники Известен способ электродуговой наплавки изделий, при котором для уменьшения склонности к трещинообразованию деталь перед наплавкой подогревают до температур, выше температуры отпуска основного металла [Лейначук Е.И. и др. К образованию трещин в наплавленном металле. "Автоматическая сварка", N 1, 1955, с. 17-24, табл. 1, рис. 1].

Однако объемный предварительный нагрев изделия выше температуры отпуска вызывает разупрочнение тех участков деталей, которые не подвергаются наплавке.

Известен также способ наплавки, наиболее близкий к данному изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту [SU 780343, B 23 K 9/04, 07.11.81] . При этом способе с целью исключения разупрочнения ненаплавляемых участков при осуществлении предварительного нагрева деталь прогревают по всему ее объему до температуры на 10 - 20^oC ниже температуры ее отпуска, а затем подогревают поверхность наплавляемого участка до 350 - 400^oC с одновременным душевым охлаждением находящихся рядом ненаплавляемых участков.

Недостатком способа является то, что не обеспечивается упрочнение ненаплавленных участков изделия.

Раскрытие изобретения В основу настоящего изобретения была поставлена задача разработки способа наплавки, обеспечивающего получение основного металла с высокими прочностными характеристиками.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу перед наплавкой основной металл (изделие) нагревается в область температур, соответствующих нагреву под закалку с последующей выдержкой из расчета 70 - 90 с на 1 мм наименьшего сечения изделия. Осуществляется наплавка режущей части с последующим охлаждением в масло со скоростью выше, чем критическая скорость охлаждения основного металла при закалке. Затем выполняется общий низкотемпературный отпуск для изделия и локальный скоростной высокотемпературный отпуск наплавленного металла.

Лучший вариант осуществления изобретения Способ наплавки поясняется на примере изготовления автоматных отрезных пластинчатых резцов размерами: H = 25 мм, B = 5 мм, L = 140 мм по ТУ 2-035-491-76.

Из полосы низколегированной конструкционной стали 30ХГСА ГОСТ4543-71 изготовили корпус автоматного отрезного пластинчатого резца (фиг. 1), служащий заготовкой под наплавку.

Заготовки (1) устанавливали в специальную кассету (3) (фиг. 2), которая обеспечивала принудительное формирование наплавленного металла при помощи разделительных графитовых пластин (2).

Кассету помещали в печь и нагревали до температуры 870 - 880^oC. Выдержка составляла 2,5 - 3,5 мин (из расчета 70 - 90 с на 1 мм наименьшего сечения).

После нагрева и выдержки кассету с заготовками помещали на стол наплавочной установки и производили наплавку дугой косвенного действия порошковой проволокой марки ПП-90Х4В18Ф (ПП-90Х4В9М4К6Ф) в защитно-легирующей среде азота. Режимы наплавки: I_св. = 200 - 210 A, U_д. = 25 - 26 B, ν_н = 9 м/ч.

По окончании процесса наплавки кассета с направленными заготовками помещалась в бак с маслом с целью осуществления закалки основного и наплавленного металла.

После охлаждения кассета извлекалась из бака и помещалась в печь, нагретую до 190^oC, и выдерживалась в течение 2 - 2,5 часов для выполнения общего низкотемпературного отпуска.

После отпуска производилась разборка кассеты и промывка направленных заготовок резцов водным раствором ТМС-31 при температуре 90 - 100^oC в течение 0,5 - 1 мин с целью обезжиривания и промывка в чистой воде с просушкой в термошкафу, предварительно нагретом до 150 - 170^oC.

Далее наплавленный металл заготовок подвергали локальному скоростному высокотемпературному отпуску при T = 620^oC в течение 2,5 мин трехкратному для наплавленного металла 90Х4В18Ф и двухкратному для 90Х4В9М4К6Ф.

Выполнялась механическая обработка наплавленных заготовок (шлифовка и заточка в соответствии с требованиями ТУ).

Контроль качества осуществлялся по ГОСТ 10047-62 (СТ СЭВ 199-75) Резцы из быстрорежущей стали. Технические требования. Результаты показали, что резцы, изготовленные по предложенной технологии, соответствуют требованиям стандарта.

Промышленная применимость Способ наплавки может применяться в инструментальном производстве при изготовлении биметаллического инструмента. Для реализации способа наплавки не требуется дополнительных капиталовложений. Кроме того, существенно снижаются затраты на производство.

Формула изобретения

1. Способ наплавки преимущественно высоколегированных инструментальных сталей, включающий предварительный подогрев, наплавку, закалку и отпуск, отличающийся тем, что для упрочнения основного металла предварительный подогрев выполняют до температур, соответствующих нагреву под закалку основного металла, с последующей выдержкой из расчета 70 - 90 с на 1 мм наименьшего сечения изделия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закалку осуществляют со скоростями охлаждения выше, чем критическая скорость охлаждения основного металла при закалке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2